ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F24B1/183 F24B1/185 

Изобретение относится к отоплению предпочтительно для использования индивидуальными домовладельцами.

Известен также теплогенератор индивидуального пользования, включающий теплоизолирующий корпус с размещенными внутри него топкой с газоходом, связывающим последнюю с дымоходом, зольник, отдельный от топки колосниковой решеткой, духовой шкаф, тепловоспринимающие экраны системы отопления, смонтированные вдоль боковых поверхностей топки, верхняя стенка которой выполнена в виде варочной плиты.

Недостаток этого решения недостаточная эффективность использования теплоты сжигаемого топлива за счет недостаточной утилизации тепла отходящих газов, кроме того, операция сезонного переключения теплогенератора на режим работы, соответствующий сезону достаточно сложна и требует установки (снятия) шамотной вставки перед тепловоспринимающими экранами системы отопления и переформирования топочного пространства (установкой колосниковой решетки на соответствующей высоте в топочном пространстве), что усложняет эксплуатацию теплогенератора в межсезонный период).

Техническим результатом является повышение полноты использования тепла сжигаемого топлива при упрощении эксплуатации теплогенератора в межсезонный период.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в обеспечении более полной утилизации тепла отходящих газов, при обеспечении возможности регулирования, используемой длины газохода.

Поставленная задача решается тем, что в теплогенератор индивидуального пользования, включающий теплоизолирующий корпус с размещенными внутри него топкой с газоходом, связывающим последнюю с дымоходом, зольник, отделенный от топки колосниковой решеткой, духовой шкаф, тепловоспринимающие экраны, системы отопления, смонтированные вдоль боковых поверхностей топки, верхняя стенка которой выполнена в виде варочной плиты, содержит отопительно-варочную и газоходную секции, отделенные друг от друга вертикальной перегородкой, при этом топочное пространство ограничено по длине боковой стенкой духового шкафа, а газоход этой секции образован зазором между остальными стенками духового шкафа и параллельными им стенками корпуса секции, причем вход газохода соответствует зазору между верхней стенкой духового шкафа и верхней стенкой корпуса секции, а его конечный участок размещен между нижней стенкой духового шкафа и верхней стенкой корпуса секции, при этом газоходная секция теплогенератора разделена горизонтальной перегородкой на отсеки, в верхнем из которых смонтирован трубный пучок поверхностного теплообменника системы горячего водоснабжения, а в нижнем смонтирован трубный пучок поверхностного теплообменника системы отопления, причем задняя стенка верхнего отсека газоходной секции снабжена патрубком для подсоединения дымохода, а в горизонтальной перегородке газоходной секции у ее передней стенки, выполнено окно, кроме того, конец газохода отопительно-варочной секции связан с нижним отсеком газоходной секции посредством окна, выполненного в вертикальной перегородке разделяющей секции, у их задней стенки, а топочное пространство связано с верхним отсеком газоходной секции посредством окна с шиберной заслонкой, выполненного в вертикальной перегородке разделяющей секции, у их передней стенки.

Участок газохода, примыкающий к верхней стенке духового шкафа, разделен горизонтальной перегородкой на изолированные газоходные каналы, при этом в топке вдоль боковой стенки духового шкафа смонтирован регулировочный экран в виде жалюзи, снабженный механизмом его раскрытия закрытия, причем длина экрана соответствует длине боковой стенки духового шкафа, а его высота равна расстоянию от пода топки до горизонтальной перегородки газохода, кроме того, верхний газоходный канал снабжен шиберной заслонкой.

Выход тепловоспринимающих экранов системы отопления подключен к входу отопительного контура, выносного поверхностного теплообменника, смонтированного вне теплогенератора, а выход этого контура через перемычку, снабженную задвижкой, связан с обратным трубопроводом системы отопления, причем тепловоспринимающий контур выносного теплообменника подключен к системе горячего водоснабжения.

На фиг.1 показан теплогенератор, вид спереди; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг.6 схема подключения теплогенератора к системам отопления и горячего водоснабжения.

Теплогенератор содержит теплоизолирующий корпус 1, выполненный из панелей, представляющих собой коробчатую конструкцию, заполненную температуростойким теплоизоляционным материалом, например минеральной ватой. Внутренняя вертикальная перегородка 2 разделяет внутренний объем корпуса 1 и на отопительно-варочную 3 и газоходную 4 секции. Топочное пространство 5 отделено от зольника 6 колосниковой решеткой 7. Тепловоспринимающие экраны 8 размещены вдоль боковых поверхностей топочного пространства 5. В передней стенке теплогенератора выполнены топочная 9 и зольниковая 10 дверцы. Топочное пространство 5 сверху покрыто варочной плитой 11. Духовой шкаф 12 одной своей боковой стенкой ограничивает по длине топочное пространство 5. Газоход 13 образован зазором между верхней 14, второй боковой 15 и нижней 16 стенками духового шкафа 12 и параллельными им стенками (панелями) теплоизолирующего корпуса 1. Колосниковая решетка 7 и духовой шкаф 12 оперты на опорные балки 17.

Газоходная секция 4 разделена горизонтальной перегородкой 18 на два отсека. В верхнем отсеке 19 размещен трубный пучок 20 поверхностного теплообменника, подключенного к системе горячего водоснабжения. В нижнем отсеке 21 смонтирован трубный пучок 22 поверхностного теплообменника, подключенного к системе отопления. Задняя стенка верхнего отсека 19 снабжена патрубком 23 для подсоединения к дымоходу (не показан). В горизонтальной перегородке 18 выполнено окно 24 (на участке примыкающем к передней стенке секции). В вертикальной перегородке 2 выполнены регулируемое окно 25 (снабженное шиберной заслонкой 26) и соединительное окно 27. Регулируемое окно 25 связывает топочное пространство 5 с верхним отсеком 19 и размещено на участке перегородки 2, примыкающем к передней стенке корпуса теплогенератора. Соединительное окно 27 связывает конец газохода 13 с пространством нижнего отсека 21 газоходной секции 4 и расположено на нижнем участке перегородки 2, примыкающем к задней стенке теплогенератора.

Сечение газохода 13 (над верхней стенкой духового шкафа 12 разделено горизонтальной перегородкой 28 на верхний 29 и нижний 30 газоходные каналы.

Вдоль боковой стенки духового шкафа 12, обращенной к топочному пространству 5, установлен защитный экран 31 жалюзийного типа. Ширина экрана соответствует длине боковой стенки духового шкафа, а его высота соответствует расстоянию от пода (поверхности колосниковой решетки 7) до горизонтальной перегородки 28 газохода 13. Верхний газоходный канал 29 снабжен поворотной заслонкой 32, механизм открытия закрытия защитного экрана 31 и механизм поворота заслонки 32 блокированы таким образом, чтобы открытому положению защитного экрана 31 соответствовало закрытое положение заслонки 32, и наоборот.

Выпускные отверстия тепловоспринимающих экранов 8 подключены к входу отопительного контура выносного поверхностного теплообменника 33, смонтированного вне корпуса теплогенератора 1, а его выход через задвижку 34, например, в виде вентиля, подключен к входу трубного пучка 22, размещенного в нижнем отсеке 21 газоходной секции.

При этом выход трубного пучка 22 непосредственно включен в систему отопления (подключен к подающему трубопроводу).

Входные отверстия тепловоспринимающих экранов 8 подключены к обратному трубопроводу 35 системы отопления. Перемычка 36, снабженная задвижкой 37 (например, в виде вентиля), связывает выход отопительного контура выносного поверхностного теплообменника 33 и обратный трубопровод 35. Выход тепловоспринимающего контура выносного поверхностного теплообменника 33 связан с входом трубного пучка 20, размещенного в верхнем отсеке 19 газоходной секции, а выход этого трубного пучка связан с устройством разбора горячей воды или входом бака аккумулятора горячей воды (не показаны).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. (В зависимости от сезона). Зимний режим работы заключается в следующем.

Исходное состояние теплогенератора и систем, к которым он подключен (задвижка 37 (перемычки 36), находится в положении "закрыто", задвижка 34 открыта.

Запуск теплогенератора 1 в работу при непрогретых газоходах осуществляют следующим образом. Открывают шиберную задвижку 26 окна 25, после чего осуществляют сжигание топлива в топочном пространстве 5. Дымовые газы из топочного пространства 5 через окно 25 попадают в верхний газоходный отсек 19, пройдя который, через патрубок 23 попадают в дымоход.

Тепло, получаемое при сжигании топлива, в этот период времени воспринимается варочной плитой 11, тепловоспринимающими экранами 8, трубным пучком 20, смонтированным в верхнем газоходном отсеке, и боковой стенкой духового шкафа 12, обращенной к топке (если защитный экран 31 раскрыт, т.е. не препятствует воздействию лучистой теплоты на стенку духового шкафа). Нагретая вода с выхода тепловоспринимающих экранов 8 попадает в выносной поверхностный теплообменник 33, где отдает часть своего тепла в систему горячего водоснабжения, после чего пройдя через трубный пучок 22, смонтированный в газоходном отсеке 21 через нагревательные приборы системы отопления (не показаны), и отдав свое тепло, по обратному трубопроводу 35 возвращается в тепловоспринимающие экраны 8.

Тепло, воспринимаемое трубным пучком 20 (верхнего отсека 19), передается воде, циркулирующей в системе горячего водоснабжения.

После прогрева газоходов переключают теплогенератор на нормальный режим работы, для чего перекрывают шиберной заслонкой 26 регулируемое окно 25 (вследствие этого исключается выход дымовых газов из топочного пространства 5 непосредственно в верхний газоотводящий отсек 19).

При этом исходящие газы попадают в газоход 13, по которому проходят до соединительного окна 27, через которое они попадают в нижний газоходный отсек 21. Пройдя нижний отсек 21, газы через окно 24 попадают в верхний газоходный отсек 19, пройдя который они попадают в дымоход.

При этом тепло воспринимается тепловоспринимающими экранами 8, трубными пучками 20 и 22 и стенками духового шкафа 12.

Нагретая вода с выхода тепловоспринимающих экранов 8 попадает в выносной поверхностный теплообменник 33, где отдает часть своего тепла в систему горячего водоснабжения, после чего, пройдя трубный пучок 22, смонтированный в газоходном отсеке 21, и восстановив исходный уровень теплосодержания, поступает в нагревательные приборы системы отопления. Отдав свое тепло, вода возвращается в тепловоспринимающие экраны 8 системы отопления по обратному трубопроводу 35.

Регулирование теплового режима работы духового шкафа 12 осуществляют следующим образом.

Если требуется обеспечить максимальный теплоприток к духовому шкафу, то открывают защитный экран 31 (поворачивают створки жалюзи перпендикулярно боковой стенке духовки 12), одновременно заслонка 32, сблокированная со шторками (жалюзи) экрана 21, поворачивается поперек верхнего газоходного канала 29, перекрывая его. Тем самым газы, исходящие из топки, направляются в нижний газоходный канал 30, после чего проходят вдоль второй боковой стенки 15 к нижней стенке 16 духового шкафа. Таким образом в этом режиме духовка 12 воспринимает максимальный объем лучистого потока тепла и максимальный объем тепла, передаваемый ей через стенки (максимальная площадь контактирования газов и стенок духового шкафа).

Уменьшение теплопритока к духовому шкафу обеспечивают поворотом жалюзи под углом к стенке духового шкафа (одновременно приоткрывается сечение верхнего газоходного канала 29 из-за соответствующего разворота заслонки 32). Таким образом уменьшается объем лучистой энергии, воспринимаемой стенкой духового шкафа, обращенной к топке 5, уменьшается объем нагретого исходящего газа, контактирующего непосредственно с верхней стенкой духового шкафа 12 (часть газа перепускается по верхнему газовому каналу 29, не отдавая тепла верхней стенке духовки).

При необходимости обеспечения минимального теплопритока к духовому шкафу 12 полностью закрывают защитный экран 31 (створки жалюзи разворачивают параллельно стенке духового шкафа), что приводит к полному открыванию сечения верхнего газоходного канала 29 (заслонка 32 разворачивается вдоль направления движения газа). При этом полностью исключаются восприятие лучистого потока тепла стенкой духовки, контактирование потока газа с верхней стенкой духовки (т.е. уменьшается площадь контактирования газового потока с тепловоспринимающими поверхностями духового шкафа).

Перевод теплогенератора с зимнего на летний режим работы подразумевает перевод задвижки 37 (перемычки 36) в положение "Открыто", а задвижки 34 в положение "Закрыто".

Схема работы газовоздушного тракта и топочного пространства остается такой же, как и в зимнем режиме работы. Однако в жаркий период, когда необходимо минимизировать количество тепла (от сгораемого топлива), передаваемого теплогенератором в помещение, наиболее целесообразно использовать схему его работы, аналогичную применяемой для непрогретого генератора (т.е. с открытым окном 25).

Изобретение позволяет повысить полноту использования тепла сжигаемого топлива, при упрощении эксплуатации теплогенератора в межсезонный период. Сущность: теплогенератор содержит теплоизолирующий корпус, выполненный из панелей, внутренний объем которого разделен вертикальной перегородкой на отопительно-варочную и газоходную секции. В топочном пространстве вдоль его боковых сторон размещены тепловоспринимающие экраны. Духовой шкаф одной стенкой ограничивает по длине топочное пространство, от которого она отделена защитным экраном, выполненным в виде жалюзи. Газоход образован зазором между остальными стенками духового шкафа и параллельными им панелями теплоизолирующего корпуса, при этом его участок, размещенный над верхней стенкой духового шкафа, разделен продольной перегородкой на верхний, снабженный заслонкой, и нижний газоходные каналы. Газоходная секция теплогенератора разделена горизонтальной перегородкой, снабженной окнами, на верхний и нижний газоходные отсеки, при этом в верхнем отсеке размещен трубный пучок поверхностного теплообменника, подключенного к системе горячего водоснабжения, а в нижнем трубный пучок теплообменника системы отопления. Верхний отсек снабжен патрубком для подключения к дымоходу и связан с топочным пространством регулируемым окном с шиберной заслонкой, а нижний связан с концом газохода посредством соединительного окна. Теплогенератор подключен к выносному поверхностному теплообменнику, который посредством перемычки с задвижкой дополнительно подключен к обратному трубопроводу. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ, включающий теплоизолирующий корпус с размещенными в нем топкой с газоходом, связывающим последнюю с дымоходом, зольник, отделенный от топки колосниковой решеткой, духовой шкаф, тепловоспринимающие экраны системы отопления, смонтированные вдоль боковых поверхностей топки, верхняя стенка которой выполнена в виде варочной плиты, отличающийся тем, что теплогенератор содержит отопительно-варочную и газоходную секции, отделенные одна от другой вертикальной перегородкой, при этом топочное пространство ограничено по длине боковой стенкой духового шкафа, а газоход этой секции образован зазором между остальными стенками духового шкафа и параллельными им стенками корпуса секции, причем вход газохода соответствует зазору между верхней стенкой духового шкафа и верхней стенкой корпуса секции, а его конечный участок размещен между нижней стенкой духового шкафа и верхней стенкой корпуса секции, при этом газоходная секция теплогенератора разделена горизонтальной перегородкой на отсеки, в верхнем из которых смонтирован трубный пучек поверхностного теплообменника системы горячего водоснабжения, а в нижнем трубный пучок поверхностного теплообменника системы отопления, причем задняя стенка верхнего отсека газоходной секции снабжена патрубком для подсоединения дымохода, а в горизонтальной перегородке газоходной секции у ее передней стенки выполнено окно, конец газохода отопительно-варочной секции связан с нижним отсеком газоходной секции посредством окна, выполненного в вертикальной перегородке на нижней ее части у задней стенки, а топочное пространство связано с верхним отсеком газоходной секции посредством окна с шиберной заслонкой, выполненного в вертикальной перегородке у передней стенки корпуса. 2. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что выход тепловоспринимающих экранов системы отопления подключен к входу отопительного контура выносного поверхностного теплообменника, смонтированного вне теплогенератора, а выход этого контура через перемычку, снабженную задвижкой, связан с обратным трубопроводом системы отопления, причем тепловоспринимающий контур выносного теплообменника подключен в систему горячего водоснабжения. 3. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что участок газохода, примыкающий к верхней стенке духового шкафа, разделен горизонтальной перегородкой на изолированные газоходные каналы, при этом в топке вдоль боковой стенки духового шкафа смонтирован регулировочный экран в виде жалюзи, снабженный механизмом его раскрытия-закрытия, причем длина экрана соответствует длине боковой стенки духового шкафа, его высота равна расстоянию от пода топки до горизонтальной перегородки газохода, а верхний газоходный канал снабжен шиберной заслонкой.